O nouă tehnologie solară de pionierat ar putea permite ca o serie de dispozitive personale și de uz casnic să funcționeze într-o zi fără baterii, alimentându-se exclusiv de la lumina ambientală din interior.
Cercetătorii au dezvoltat celule solare minuscule, capabile să capteze eficient energia de la surse de lumină interioare, deschizând calea pentru dispozitive precum tastaturi, alarme și senzori care se autoalimentează. Potrivit echipei, această descoperire „deschide calea pentru dispozitive electronice alimentate de lumina ambientală deja prezentă în viața noastră”.
Într-un studiu publicat pe 30 aprilie 2025 în revista Advanced Functional Materials, oamenii de știință au folosit un material cunoscut sub numele de perovskit pentru a capta lumina. Deși este deja utilizat în alte tipuri de celule solare, perovskitul oferă avantaje distincte față de panourile tradiționale pe bază de siliciu, în special în condiții de lumină slabă. Studiul a demonstrat că perovskitul absoarbe mult mai eficient lumina ambientală, făcându-l ideal pentru utilizarea în interior, unde noile celule s-au dovedit a fi de șase ori mai eficiente decât cele pe bază de siliciu.
Pe termen lung, aceste celule solare reprezintă o alternativă mai durabilă și mai rentabilă la baterii, a explicat coautorul studiului, Mojtaba Abdi Jalebi, profesor asociat la University College London.
„Miliarde de dispozitive care necesită cantități mici de energie depind de înlocuirea bateriilor, o practică nesustenabilă. Acest număr va crește odată cu extinderea Internetului obiectelor (IoT). Celulele solare de interior din perovskit, special concepute de noi, pot capta mult mai multă energie decât celulele comerciale și sunt mai durabile decât alte prototipuri.”, a declarat Jalebi într-un comunicat.
Provocarea structurală a perovskitului
Deși perovskitul devine un material tot mai popular pentru panourile solare, acesta prezintă câteva dezavantaje legate de stabilitate și longevitate. O problemă cheie o reprezintă „capcanele” – defecte minuscule în structura cristalină a materialului. Aceste imperfecțiuni fac ca electronii să rămână blocați, împiedicând generarea eficientă de energie și accelerând degradarea materialului.
Pentru a contracara acest fenomen, cercetătorii au utilizat o combinație de substanțe chimice menite să reducă aceste defecte. Aplicarea clorurii de rubidiu a favorizat o creștere mai omogenă a cristalelor de perovskit, în timp ce alte două săruri organice – iodură de N,N-dimetiloctilamoniu (DMOAI) și clorură de fenetilamoniu (PEACl) – au fost folosite pentru a stabiliza ionii și a preveni separarea acestora, o cauză a degradării performanței pe termen lung.
„Celula solară cu aceste defecte minuscule este ca un tort tăiat în bucăți. Printr-o combinație de strategii, am refăcut acest tort, permițând încărcării să treacă mai ușor prin el”, a explicat autorul principal al studiului, Siming Huang, doctorand la UCL.
Energie prin mini celule fotovoltaice: performanță și durabilitate semnificativ îmbunătățite
După aplicarea acestor modificări, testele au arătat că noile celule solare pot converti 37,6% din lumina interioară în energie electrică, la o intensitate de 1.000 de lucși, echivalentul unui „birou bine iluminat”.
Durabilitatea pe termen lung a fost, de asemenea, îmbunătățită considerabil. Celulele solare modificate au păstrat 92% din performanța lor inițială pe o perioadă de 100 de zile, în comparație cu un dispozitiv de control nemodificat, care a păstrat doar 76% din performanță.
Jalebi a confirmat că echipa se află deja în discuții cu parteneri industriali pentru a „explora strategii de extindere și implementare comercială”.
„Avantajul celulelor solare din perovskit este în special faptul că sunt ieftine — utilizează materiale abundente pe Pământ și necesită doar o prelucrare simplă. Pot fi imprimate în același mod ca un ziar”, a concluzionat Jalebi.
